【高锰酸盐复合药剂预氧化技术】

    高锰酸钾最初的应用主要是消毒、除铁、除锰、除嗅味以及水中有机物含量的检测上，前人对与水中微量污染物作用方面的工作研究很少，并且多数实验是以人工配制的溶液为目标物，研究酸性条件下高锰酸钾的作用效果，因此研究具有一定的局限性，为进一步了解高锰酸钾的氧化性质，哈尔滨工业大学于1985始开展了高锰酸钾去除饮用水中污染物的研究工作，并提出了高锰酸钾预氧化除污染技术，经过十几年的研究，在去除天然水中微量有机物、控制卤仿和致突变物质，以及氧化助凝等方面取得了一系列进展，并在生产中得到推广和应用，同时系统地分析了高锰酸钾除污染的作用效能与机理，为进一步奠定研究高锰酸盐复合药剂提供了理论基础。

    高锰酸盐复合药剂是在对高锰酸钾进行了大量的研究基础上研制得出的，该药剂主要是以高锰酸钾为核心、由多种组分复合而成，其充分利用了高锰酸钾与复合药剂中其它组分的协同作用，促进具有很强氧化能力且利于除污染的中间价态介稳产物和具有很强吸附能力的新生态水合二氧化锰的形成，将氧化和吸附有机的结合起来，强化去除水中的有机污染物、强化除藻、除嗅味、除色、降低三氯甲烷生成势和水的致突变活性等等，从很大程度上提高了高锰酸钾对水中污染物的去除率。

    为更加深入地研究高锰酸盐复合药剂的除污染效能，笔者利用此药剂对我国污染较重的若干典型受污染饮用水源，如松花江水、黄河中游水库水、巢湖水、太湖水、嫩江水等，展开了系统的研究工作。研究表明，使用高锰酸盐复合药剂对实际水样进行预氧化处理，可显著地去除水中多种有机污染物；并且与其它预处理工艺进行对比发现，复合药剂对有机污染物的去除效果要明显优于单独高锰酸钾预氧化，也远优于单纯聚合氯化铝或预氯化工艺；进一步研究表明，采用复合药剂预氧化代替预氯化，能够强化去除藻类以及难去除的嗅味物质，从很大程度上改善混凝处理效果，降低滤后水色度和浊度，对于预氯化处理过程出现的副产物问题，复合药剂预氧化能起到一定程度的控制作用，且能够提高对氯化消毒副产物前质和致突变物质的去除效果，显著降低三氯甲烷的生成势和水的致突变活性，同时使用PPC预氧化也不存在臭氧预氧化出现的溴酸盐副产物问题；对水中存在的少量重金属，PPC投量在1.0～2.0mg/L时，去除率便可达到90%以上，对微量铅可达100%去除；此外，考虑到使用高锰酸盐复合药剂进行预氧化，向水中投加一定量的高价态锰，是否会使水中总锰浓度增加，笔者考察了复合药剂投量、氧化时间及pH值等对预氧化工艺中总锰浓度的影响，结果表明，高锰酸盐复合药剂中的主剂在氧化过程中被还原为胶体二氧化锰，在混凝剂的作用下会形成密实絮体，可通过沉淀与过滤进行分离，通常给水处理条件与高锰酸盐投量范围内，可以保证较低的滤后水剩余锰浓度，满足国家生活饮用水卫生标准。

    上述研究结果表明，高锰酸盐复合药剂对于受污染的饮用水源，具有一定的处理能力，可以从多方面强化提高处理出水效果，但单纯使用PPC，对水中氨氮的去除表现出一定的局限性。使用生物活性炭技术处理饮用水中的可溶性有机碳与氨氮问题，是一种公认的较为有效的方法，大量的文献表明，臭氧氧化-生物活性炭联用技术可以达到较为理想的处理效果。基于此，笔者以淮河流域水为对象，研究了高锰酸盐预氧化与生物活性炭联用的处理效果。实验结果表明，PPC预氧化能够明显改善生物活性炭的处理效果：水中CODMn与UV254的去除率可提高10%以上，氨氮的去除率可提高10%，亚硝酸盐氮的去除率也可提高20%以上；同时对比了O3预氧化-BAC联用与PPC预氧化-BAC联用的处理效果，发现后者出水CODMn和氨氮浓度均低于前者，两种处理工艺的出水均可达到国家现行的饮水标准。

    可见，使用高锰酸盐复合药剂进行化学预处理，能够显著强化常规处理出水水质，并且处理工艺不需要增加过多的设备，易于投加运行管理，特别适于改善目前水厂的处理效果，因而具有较大的应用潜力。